能量受限的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的仿真與研究.pdf

1、移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無(wú)線通信收發(fā)裝置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)臨時(shí)、多跳的網(wǎng)絡(luò)。不需要中央控制設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)既是路由器，又是主機(jī)，作為對(duì)等實(shí)體連接在一起。非相鄰的兩兩節(jié)點(diǎn)間的通信必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)才能實(shí)現(xiàn)，如何在節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)通信是移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的核心問(wèn)題之一。 目前比較經(jīng)典的路由算法如距離向量路由協(xié)議DSDV和其他三種按需路由協(xié)議AODV、DSR、TORA都是最短路由，即最小跳數(shù)路由，沒(méi)有考慮能量因素

2、。但是Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是由電池供電，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)能量受限系統(tǒng)，如何節(jié)省節(jié)點(diǎn)的能量，盡可能延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的可操控時(shí)間逐漸成為衡量路由協(xié)議性能的重要指標(biāo)。特別是在緊急營(yíng)救、軍事行動(dòng)、商務(wù)會(huì)議等情況下顯得尤其重要。從能量的角度來(lái)看，最短路由并不一定是最佳的路由。相反，用一些短跳來(lái)代替相對(duì)較長(zhǎng)的跳，可能是更好的節(jié)能選擇。 目前,Ad hoc中的節(jié)能路由算法主要有兩個(gè)思路：第一個(gè)是使發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)包耗費(fèi)的能量最??；第二個(gè)就是盡可能的延長(zhǎng)

3、網(wǎng)絡(luò)的存活時(shí)間。第一個(gè)思路的路由算法通過(guò)發(fā)現(xiàn)最小發(fā)射功率的路由，使發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)包所耗費(fèi)的能量最小，達(dá)到節(jié)省能量的目的。但是它還是保留了原先路由算法中的一個(gè)問(wèn)題，就是在選定了一條路由后，會(huì)一直用下去，直到數(shù)據(jù)發(fā)完或是拓?fù)渥兓|動(dòng)路由更新，這樣，同最小跳數(shù)路由協(xié)議一樣，容易使某些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)因?yàn)檫^(guò)度使用而能量耗盡，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過(guò)早分裂。第二個(gè)思路的路由算法就是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出的，通過(guò)保護(hù)剩余能量小的節(jié)點(diǎn)來(lái)達(dá)到推遲網(wǎng)絡(luò)分裂、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)存活時(shí)間的目的。本

4、文的算法正是根據(jù)第二個(gè)思路提出的，利用提出的請(qǐng)求延時(shí)機(jī)制，根據(jù)節(jié)點(diǎn)能量的不同級(jí)別，采用不同的轉(zhuǎn)發(fā)策略，一方面，使得生成的路由盡可能經(jīng)過(guò)剩余能量較大的節(jié)點(diǎn)，降低能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的存活時(shí)間，另一方面，避免了RDRP協(xié)議延時(shí)過(guò)長(zhǎng)的缺陷。 本文首先介紹了移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有的移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)闡述，結(jié)合移動(dòng)模型和能量模型，對(duì)移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的典型路由協(xié)議進(jìn)行了仿真與性能評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析

5、了移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的連通度問(wèn)題。結(jié)合請(qǐng)求延時(shí)機(jī)制和能量分級(jí)思想，對(duì)比較經(jīng)典的AODV和MAODV進(jìn)行了擴(kuò)展和改進(jìn)，改進(jìn)后的協(xié)議分別稱之為ELBRP和ECBMR，并基于NS2仿真軟件，對(duì)改進(jìn)后的算法與原有算法進(jìn)行了性能分析與比較。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)的算法是有效、可行的。本文共分為6章，各章內(nèi)容可歸納如下： 第1章引入了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的概念，介紹了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及應(yīng)用前景，同時(shí)介紹了本課題的來(lái)源及研究意義，最后講述了

6、本文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)。 第2章介紹了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)路由協(xié)議。 第3章分四個(gè)方面對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的經(jīng)典路由協(xié)議進(jìn)行了仿真分析，并提出了一種Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的仿真模型。 第4章利用請(qǐng)求延時(shí)機(jī)制和能量分級(jí)的思想，研究了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中能量受限的路由協(xié)議，并對(duì)原有的AODV協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，仿真結(jié)果表明改進(jìn)后的算法效率較傳統(tǒng)算法大大提高。 第5章將第4章的思想擴(kuò)展到多播方面，詳細(xì)介紹了多播樹的生成、合并